Химически модифицированный электрод - Википедия - Chemically modified electrode

А химически модифицированный электрод является электрический проводник поверхность которого модифицирована для различных электрохимический функции. Химически модифицированный электроды сделаны с использованием передовых подходов к электродным системам путем добавления тонкая пленка или же слой определенных химикатов для изменения свойств проводника в соответствии с его целевым назначением.^[1]

На модифицированном электроде Снижение окисления вещество выполняет электрокатализ путем передачи электронов от электрода к реагенту или реакции субстрат.^[2]

Изменение поверхности электродов было одной из самых активных областей исследовательского интереса в электрохимия с 1979 года, обеспечивая контроль над тем, как электроды взаимодействует с окружающей их средой.^[1]

Описание

Химически модифицированный электроды отличаются от электродов других типов тем, что имеют молекулярную монослой или микрометров толщиной слои из фильм изготовлен из определенного химического вещества (в зависимости от функции электрода). В тонкая пленка нанесен на поверхность электрода. В результате получился бы модифицированный электрод с особыми новыми химическими свойствами с точки зрения физический, химические, электрохимические, оптические, электрические, транспортные и другие полезные свойства.^[3]

Химически модифицированные электроды и электроды в целом сильно зависят от электронный транспорт: общий термин для электрохимических процессов, в которых обвинять переносится через химические пленки к электроду. Термин «покрытие» используется для выражения нормированной по площади в моль / м ^ 2 определенного типа химического участка в тонкой химической пленке на поверхности химически модифицированного электрода.^[3]

Цель разработки химически модифицированных электродов

Достижения в области электрохимической науки становились все более основательными, пока ученые в этой области не обнаружили, что для продолжения своих исследований голые поверхности перестали использоваться. Причина этого в том, что исследования, в которых использовались электроды, требовали определенных химических и физических свойств, которые естественным образом не существовали в материалах, используемых в качестве электрических проводников. Чтобы найти выход из дилеммы, они использовали химическая модификация адаптировать материалы, которые они использовали. Атомы, молекулы и наночастицы прикрепляются к поверхности материалов для изменения их электронных и структурных свойств, что приводит к изменению их функциональность.^[1]

Применение химически модифицированных электродов

На своих первых этапах химически модифицированные электроды просто применялись в технологиях, для которых они изначально создавались (настройка поверхности для электрохимических исследований). После этого химически модифицированные электроды предоставили мощные возможности для настройки характеристик электродов. Модификация электродов облегчила следующие процессы в электроаналитический химия:

• Обеспечение селективности электродов
• Сопротивление обрастание
• Концентрирующие виды
• Улучшение электрокаталитических свойств
• Ограничение доступа помехи в сложных образцах

Он также предоставил маршрут для других целей, таких как:

• Исследования преобразование энергии
• Исследование явлений, влияющих на электрохимические процессы
• Хранение и защита коррозия
• Разработка молекулярная электроника
• Разработка электрохромные устройства

^[1]

Области исследований, в которых используются химически модифицированные электроды, включают:

Основные электрохимические исследования

Электронный перенос между электродами и электролиты.

Электростатичность на поверхности электродов

стационарные или медленные электрические заряды.

Полимер электронный транспорт и ионный транспорт

Движение электронов от одного вида или атома к другому, с особым упором на полимеры.

Проектирование электрохимических систем и устройств.

Создание систем и устройств, использующих химически модифицированные электроды со всеми необходимыми характеристиками систем или устройств.

^[3]

Подходы к химическому модифицированию электродов

Поверхность электродов можно модифицировать следующими способами:

(1) Адсорбция (Хемосорбция )

Метод, в котором используются те же валентные силы, которые участвуют в образовании химических соединений, при котором пленка сильно адсорбируется или хемосорбируется на поверхности электрода, обеспечивая монослойное покрытие. Этот подход включает в себя соединение с подложкой самособирающиеся монослои (SAM), где молекулы спонтанно хемосорбируются на поверхности электрода, что приводит к микроскопическому сверхрешетка структура сформированных на нем слоев.^[3]

Рисунок 1. Представление структуры SAM

(2) Ковалентная связь

Метод, использующий химические вещества для создания ковалентной связи между одним или несколькими мономолекулярными слоями химического модификатора и поверхностью электрода. Общие агенты для использования в этом методе включают органосиланы и цианур хлорид.^[3][4]

(3) Покрытие полимерной пленкой

Метод, в котором используется одно из следующих действий для удержания пленок электронопроводящего и непроводящего полимера на поверхности электрода:

• Хемосорбция и низкая растворимость в контактирующем растворе
• Физическое закрепление в пористый электрод

Этот метод включает удаление химических частиц (подложки) из самоорганизующихся монослоев, чтобы позволить молекулам адсорбироваться на поверхности электрода независимо от исходной структуры подложки. органический, металлоорганический или же неорганический, и он может содержать химическое модификатор или добавить химикат к полимеру в последнем процессе.^[3][4]

(4) композитный

Метод, при котором химический модификатор смешивается с материалом электродной матрицы. Примером этого метода является перенос электронов. посредник (химический модификатор), смешанный с частицами углерода в электрод из углеродной пасты (электродная матрица).^[3]

Углеродная паста, стеклоуглеродная паста, стеклоуглеродная паста и т. Д., Модифицированные электроды, называются химически модифицированными электродами. Химически модифицированные электроды использовались для анализа органических и неорганических веществ.^[5]

Рекомендации